Загальні відомості

1. Для виконання самостійної (індивідуальної) роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал у відповідності з програмою курсу.

2. Виконання пунктів контрольної роботи необхідно проводити в порядку згідно із завдання та супроводжувати обґрунтованими і повними поясненнями.

3. Виконання кожного пункту роботи необхідно виконувати з нової сторінки.

4. Одиниці фізичних величин повинні відповідати вимогам ДСТУ, ЄСКД та СІ.

5. При виборі довідкових даних необхідно наводити посилання на використану літературу.

6. В кінці контрольної роботи слід навести список використаної літератури.

7. Номер варіанта завдання необхідно визначати за останніми двома цифрам залікової книжки.

Теоретична частина

Електроізоляційними матеріалами називаються такі матеріали, за допомогою яких здійснюється електрична ізоляція між струмопровідними частинами, які знаходяться під різними електричними потенціалами. Діелектрики разом із струмопровідними електродами утворюють конденсатор. Електроізоляційні матеріали під дією постійного електричного поля виявляють властивості електропровідності.

При прикладенні напруги до діелектрика виникає крізний струм витоку. Крізний струм витоку складається із об’ємного I_v і поверхневого I_s струмів:

(1)

де I_v – об’ємний струм витоку, який протікає через об’єм куба між двома паралельними гранями.

I_s – поверхневий струм, який протікає крізь протилежні сторони квадрату.

Електрична провідність діелектрика характеризується параметрами:

– питомою об’ємною провідністю _v, або питомим об’ємним опором _v;

– питомою поверхневою провідністю _s, або питомим поверхневим опором _s.

В однорідному електричному полі питомий об’ємний опір для плоского зразка речовини обраховується за формулою:

, (2)

де R_V – об’ємний опір, Ом ;

S – площа електроду (пластин), м;

h – товщина зразка , м.

Питомий поверхневий опір обраховується за формулами:

(3)

де R_s – повний поверхневий опір зразка, Ом;

d₁, d₂ – відповідно діаметри вимірювального і охоронного електродів, м;

(4)

де l₁ – довжина електродів, м;

l – відстань між електродами, м.

Провідниковими називають матеріали, основною властивістю котрих є спроможність по відношенню до інших матеріалів володіти великою електропровідністю. Електрична провідність провідників  (См/м) залежить від напруженості електричного поля Е і описується виразом:

(5)

де J – щільність струму, А/м².

Величина зворотна питомій електричній провідності називається питомим електричним опором і визначається за формулою:

(6)

де R – активний опір провідника, Ом;

S – площа поперечного перетину провідника, м²;

l – довжина провідника, м.

Температурний коефіцієнт питомого електричного опору показує як змінюється питомий опір провідника при підвищенні або зниженні температури і визначається за формулою

(7)

де ₀ – питомий електричний опір при температурі Т₀ = 20С, Омм;

₁ – питомий електричний опір при температурі Т₁, Омм;

Т₀, Т₁ – початкова і кінцева температура, С.

Якщо температура провідника змінюється у незначних межах, то питомий опір визначається за формулою

(8)

де _ - середній температурний коефіцієнт питомого опору, К^-1.

Магнітними матеріалами (магнетиками) називають речовини, які володіють високими магнітними властивостями (магнітна проникність   1). Під магнітними властивостями розуміють спроможність речовини отримувати магнітний момент, тобто намагнічуватися під впливі на неї магнітного поля. Стан речовини описується за допомогою трьох векторів: магнітної індукції – В; намагніченості – J; напруженості магнітного поля – Н.

Відносна магнітна проникність розраховується як відношення магнітної індукції В до напруженості магнітного поля Н в даній точці кривої намагнічування з урахуванням магнітної сталої ₀ :

(9)

Магнітна індукція визначається з урахуванням геометричних розмірів матеріалу і магнітного потоку:

(10)

де S – поперечний переріз магнітопроводу, м².

При перемагнічуванні феромагнетиків в змінних електричних полях завжди спостерігаються втрати енергії. Вони зумовлені втратами на гистерезис та динамічними втратами.

Потужність втрат в сталі при перемагнічуванні визначають з урахуванням частоти мережі живлення:

, (11)

де V – об’єм сталі магнітопроводу, м³;

m_Н ,m_В – масштаби за осями координат;

S_циклу – площа циклу перемагнічування, м²;

f – частота мережі живлення, Гц.